Question

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E的+1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态．

（1）E元素基态原子的核外电子排布式为

 

．
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为

 

（填元素符号）．其原因是

 

．
（3）已知D、E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物，则化学式：甲为

 

，乙为

 

；
（4）B₂A₄是石油炼制的重要产物之一．B₂A₄分子中B原子轨道的杂化类型为

 

；1mol B₂A₂分子中含

 

mol σ键．

Answer 1

考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为碳元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为氧元素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为氮元素；E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，则E为Cu元素，结合对应单质、化合物的性质以及题目要求解答该题．

解答： 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为碳元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为氧元素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为氮元素；E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，则E为Cu元素，
（1）E为Cu元素，基态原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期，随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，失去第一个电子需要的能量较多，其第一电离能高于同周期相邻元素，故C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，氮元素的最外层电子达半满的稳定构型，则第一电离能大于氧元素；
（3）已知O、Cu能形成晶胞如图所示的两种化合物，甲中黑色球数目=4，白色球数目=6×

1

2

+8×

1

8

=4，Cu、O原子数目之比为1：1，则甲的化学式为CuO，乙中黑色球数目=4，白色球数目=1+8×

1

8

=2，黑色球与白色球个数之比为2：1，氧元素为-2价，则乙的化学式为Cu₂O，故答案为：CuO；Cu₂O；
（4）C₂H₄分子中C原子有3个σ键，无孤电子对，轨道的杂化类型为sp²杂化，1个C₂H₄分子中含有5个σ键，1个1个π键，lmolC₂H₄分子中σ键5mol，
故答案为：sp²；5．

点评：本题综合考查物质结构与性质，涉及元素推断、核外电子排布、电离能、杂化轨道、化学键、晶胞计算等，推断元素是解题关键，（4）中从结构分析氧化铜高温转化为氧化亚铜为易错点、难点，难度中等．